プロトタイプ製作依頼で防水性能の不具合を防ぐ6つの確認事項

プロトタイプ製作を外部の製作会社に依頼する際、防水性能は完成後の検査だけでは十分に確保できない重要な品質項目です。設計図面では問題がないように見えても、実際に組み立てた試作品で水が浸入したり、温度変化によってシール部分に隙間が生じたりすることがあります。特に、屋外で使用する電子機器、センサーを内蔵した装置、産業用の制御機器、水や洗浄液がかかる設備部品などでは、防水性能の不具合が製品全体の信頼性に影響します。

防水性能の不具合が厄介なのは、原因が一つとは限らないことです。筐体の形状、シール材の種類、部品の寸法公差、組立時の締付条件、接着剤の施工状態など、複数の要素が関係します。初回の試作品では問題がなくても、組み直した際に漏水するケースや、繰り返し使用することで防水性能が低下するケースも考えられます。

そのため、プロトタイプ製作依頼では、単に「防水仕様で製作してください」と伝えるだけでは不十分です。使用環境に応じた要求性能を明確にし、浸水しやすい箇所を洗い出したうえで、材料選定、加工精度、組立方法、試験条件まで一貫して確認する必要があります。

また、試作品は量産品と異なり、加工方法や材料、組立手順が量産予定の条件と一致しない場合があります。試作品で防水試験に合格しても、その結果だけで量産時の防水性能を保証できるわけではありません。試作段階から量産への移行を見据えた評価を進めることが重要です。

防水性能を確保するためには、製作会社にすべてを任せるのではなく、発注側が必要な条件を整理し、設計上の判断と製造上の判断を適切に分担することが求められます。防水構造の成立性を確認する試作なのか、量産工程を想定した品質評価なのかによっても、依頼すべき内容は変わります。

この記事では、プロトタイプ製作を依頼する実務担当者に向けて、防水性能の不具合を防ぐための6つの確認事項を解説します。製作会社への依頼内容の整理から、防水構造の検討、試験方法の決定、不具合発生時の対応まで、実務で活用できる考え方を紹介します。

プロトタイプ製作依頼で防水性能の確認が重要になる理由

防水性能が必要な製品では、外部から水が浸入することによって電気回路の故障、金属部品の腐食、センサーの測定不良、機械部品の動作不良などが発生する可能性があります。水が直接重要部品に接触しなくても、筐体内部の湿度上昇や結露によって、長期的な信頼性に影響が出る場合があります。

プロトタイプ製作で特に注意したいのは、防水性能が単独の部品性能ではなく、製品全体の構造と製造条件によって決まることです。

例えば、十分な耐水性を持つシール材を選定しても、取り付ける溝の寸法が適切でなければ必要な密封状態を維持できません。また、筐体の合わせ面が変形している場合や、ねじの締付力にばらつきがある場合には、シール材の圧縮状態が部分的に変化します。

樹脂筐体では、成形収縮や反り、温度変化による寸法変動も考慮する必要があります。金属筐体であっても、加工面の傷や平面度の不足、異なる材料を組み合わせた際の熱膨張差などが問題になることがあります。

さらに、試作品と量産品では加工方法が異なるケースがあります。試作品では切削加工で筐体を製作し、量産では成形加工を採用する場合、寸法ばらつき、表面状態、変形の傾向が変化する可能性があります。そのため、試作品で得られた試験結果を量産設計へそのまま適用するのではなく、製造方法の違いが防水性能に与える影響を検討することが必要です。

防水不具合が発生すると、単にシール材を交換するだけでは解決できないこともあります。筐体の合わせ面を変更する場合には、固定ねじの配置や内部部品の取り付け構造まで修正する必要が生じます。さらに、外形寸法が変われば、設置方法や周辺部品との干渉確認もやり直さなければならない場合があります。

こうした手戻りを避けるには、試作品の製作目的を明確にすることも重要です。

外観や操作性を確認するための試作では、必ずしも最終的な防水構造を完全に再現する必要はありません。一方、防水性能を評価する試作では、筐体材料、シール形状、締結構造などを実際の使用条件に近づける必要があります。

例えば、外観確認用に製作した樹脂製筐体を、そのまま防水性能の最終判断に利用することは適切でない場合があります。材料の吸水特性や表面状態、製作方法によって生じる微細な隙間が量産予定品と異なる可能性があるためです。

プロトタイプ製作依頼で確認すべきことは、完成品が一度の試験に合格するかどうかだけではありません。想定する使用環境で必要な性能を満たし、組立時のばらつきや使用中の変化を考慮しても、要求される防水性能を維持できる設計になっているかを確認することが重要です。

確認事項1：使用環境と必要な防水性能を具体的に定義する

防水性能の不具合を防ぐ第一の確認事項は、プロトタイプが実際に使用される環境を明確にし、その環境に対応する防水要求を定義することです。

防水という言葉には幅広い意味があります。雨に濡れる程度の環境と、洗浄水が勢いよくかかる環境では、必要な構造や試験条件が異なります。さらに、一時的に水中へ落下する可能性がある製品と、一定時間水中で使用する製品でも、設計上の考慮事項は変わります。

製作会社へ依頼する際には、単に「屋外用」「防水対応」と記載するのではなく、どのような水のかかり方を想定しているのかを説明することが大切です。

例えば、屋外に設置する装置であれば、通常の降雨だけでなく、風を伴う雨や、筐体の上部に水が滞留する状態を検討します。設備に取り付けるセンサーであれば、清掃時の散水方向や洗浄頻度、使用する液体の性質なども確認対象になります。

使用中の姿勢も重要です。水平に置いた場合と垂直に取り付けた場合では、水が溜まりやすい箇所や排水経路が異なります。取り付け角度が変化する製品では、複数の姿勢で評価する必要があるかを検討します。

特に、ケーブルの引き込み口が上向きになる設置方法では、配線を伝って水が集まる可能性があります。反対に、引き込み口を下向きに配置すると水の直接的な流入を抑えやすくなる場合がありますが、それだけで防水構造が成立するわけではありません。配線の固定状態や水の伝わり方まで含めて確認する必要があります。

防水等級を指定する場合には、その等級が示す試験条件を正しく理解することが必要です。防水等級は所定の条件で試験した結果を表すものであり、あらゆる使用環境での耐水性を保証するものではありません。また、噴流水に対する試験と水中への浸漬試験は異なるため、一方への適合だけで他方への適合を判断することはできません。

特に注意したいのは、試験条件と実際の使用条件の違いです。製品が長時間屋外に置かれる場合、降雨だけでなく、日射による温度上昇や夜間の冷却も発生します。筐体内部と外部の温度差が変化すると、内部圧力や結露の状態にも影響します。

例えば、日中に高温になった筐体が急な降雨によって冷却されると、内部の空気が冷えて圧力差が生じることがあります。この圧力差が浸水挙動に影響する可能性があるため、必要に応じて温度変化と散水を組み合わせた評価を検討します。

ただし、すべての試作品に厳しい環境試験が必要というわけではありません。用途に応じて必要な条件を選定し、評価の目的を明確にすることが重要です。

また、製品が水に濡れた後、どの状態まで正常である必要があるのかも定義します。例えば、内部への水の浸入を一切認めない設計と、重要部品への影響がなく排水できる構造とでは、合否判定の考え方が異なります。ただし、所定の防水等級への適合を主張する場合には、その規定された判定条件を満たす必要があります。

電子機器では、試験直後に正常動作することだけでなく、一定の乾燥時間を設けた後の動作確認や、内部に残った水分による遅延故障への配慮が必要になることもあります。電源を入れた状態で試験する必要がある場合には、感電や短絡などの危険を考慮し、安全な試験手順を定めなければなりません。

製作会社への依頼では、使用場所、設置姿勢、水への暴露条件、想定温度、使用期間、求める防水等級や機能維持条件を整理します。これらは可能な範囲で数値や具体的な使用場面に置き換えると、認識のずれを防ぎやすくなります。

例えば、「屋外使用に耐える」という表現だけではなく、「通常は屋外の固定設備に取り付け、降雨と定期的な散水清掃を受ける」と説明すれば、製作会社は水のかかる方向や清掃条件を考慮した提案を行いやすくなります。

一方、使用条件が未確定の場合には、推測で要求性能を決めるのではなく、未確定項目として明示します。そのうえで、設計変更が生じやすい条件から優先的に確認していくことが有効です。

要求性能を具体化することは、防水試験の内容を決めるだけでなく、過剰な構造や不必要な加工を避けることにもつながります。用途に適した防水性能を定義することが、合理的なプロトタイプ製作の出発点になります。

確認事項2：水が浸入する可能性のある箇所を設計段階で洗い出す

第二の確認事項は、筐体や構成部品のどこから水が浸入する可能性があるのかを、製作前に洗い出すことです。

防水構造の検討では、筐体の合わせ面だけに注意が向きがちですが、実際には複数の浸水経路が存在します。代表的な箇所として、蓋と本体の接合部、ねじ穴、操作ボタン、表示窓、コネクタ、配線の引き込み部、センサーの取り付け部などがあります。

特に、異なる部品が接する境界部分では、材料の変形や加工誤差によって隙間が生じる可能性があります。例えば、筐体と表示窓の間に接着剤を使用する構造では、接着面の清浄度、接着層の厚さ、硬化条件などが密封性に影響します。

ケーブルを筐体内部へ引き込む構造では、ケーブル外周と引き込み部の隙間だけでなく、ケーブルの曲げや引っ張りによってシール部分に力が加わることも考慮します。使用中にケーブルが動く製品では、固定方法や応力を逃がす構造の検討が重要です。

ねじ穴についても注意が必要です。貫通したねじ穴が筐体内部につながっている場合、ねじ部が浸水経路になる可能性があります。ねじそのものを締め付けるだけでは必要な密封性を確保できない場合があるため、構造に応じたシール方法を検討します。

また、部品の継ぎ目に水が溜まりやすい構造や、毛細管現象によって狭い隙間に水が入り込む構造にも注意します。外観上は十分な重なりがあるように見えても、その重なりが必ずしも防水性能につながるわけではありません。

設計段階では、筐体の断面形状を確認し、水が外部から内部へ到達する可能性のある経路を追跡します。製作会社に断面図や組立図を共有し、想定される浸水経路について意見を求めることも効果的です。

具体的には、製品外側から内部空間まで連続する境界面を確認し、その途中にどのような密封手段が設けられているかを調べます。シール材が配置されていても、角部や部品同士の交差部分で連続性が途切れていないかを確認する必要があります。

例えば、四角形の筐体にシール材を配置する場合、角部でシール材が浮いたり、接合部分に段差ができたりする可能性があります。シール材を切断して接続する構造では、接続方法や接続部分の密封性を評価することが重要です。

設計上の盲点になりやすいのが、取り付け金具や内部部品を固定するために後から追加した穴です。試作途中で部品の配置を変更し、筐体に貫通穴を追加すると、それまで成立していた防水経路が変わる場合があります。

そのため、防水構造を検討した後に穴加工や切り欠きを追加する場合には、変更箇所が浸水経路にならないか再確認する手順を設けます。

意図的に設けた通気部分にも注意が必要です。圧力調整や放熱のために通気構造を採用する場合、防水性と通気性を両立させる部材の仕様や設置位置を検討します。通気できることと、想定する水圧や散水条件に耐えられることは別の要求です。

さらに、製品を分解して保守する必要がある場合には、再組立後の防水性能も考慮します。初回組立時だけ密封できる構造では、点検や部品交換のたびに防水性能が変化するおそれがあります。

保守時にシール材を交換する必要がある場合、その交換手順や再使用の可否も決めておくことが望まれます。交換が必要な部材を繰り返し使用すると、圧縮による永久変形や表面損傷によって密封性が低下する可能性があります。

プロトタイプ製作では、これらの浸水経路を図面上で確認するだけでなく、実際に組み立てた状態でも点検することが大切です。部品の干渉やシール材のずれなど、図面だけでは把握しにくい問題が見つかる場合があります。

特に複雑な形状の筐体では、加工方法によって実現できる角部形状や溝形状が変わるため、製作会社と事前に検討することが重要です。

なお、防水性能を確認するための試作品では、浸水経路を特定しやすい構造にすることも有効です。例えば、評価用に内部を観察しやすい構成を採用したり、浸水が疑われる箇所を区分して試験したりする方法があります。

ただし、観察用の構造変更自体が防水性能に影響する可能性もあるため、評価結果を最終構造へ適用する際には注意が必要です。

設計段階で浸水経路を把握し、危険性の高い箇所から優先的に対策することで、完成後の原因調査や再製作を減らしやすくなります。

確認事項3：シール材と筐体材料の適合性を確認する

第三の確認事項は、防水構造に使用するシール材と筐体材料が、想定する環境や組立条件に適しているかを確認することです。

防水性能を確保するためには、シール材そのものの耐水性だけでなく、接触する部品との組み合わせが重要になります。

例えば、ゴム系のシール材では、材質によって耐熱性、耐寒性、耐薬品性、圧縮状態からの回復特性などが異なります。水に対して使用可能な材料であっても、洗浄液や油分が付着する環境では、膨潤や硬化などによって性能が変化する場合があります。

そのため、製作会社に材料を選定してもらう際には、使用する液体の種類を伝える必要があります。一般的な水だけを想定しているのか、洗浄剤を含む液体や油分が混入した液体に触れる可能性があるのかによって、確認すべき材料特性が変わります。

シール材の硬さも重要な判断要素です。柔らかい材料は小さな凹凸に追従しやすい場合がありますが、過度な変形や組立時の位置ずれに注意が必要です。一方、硬い材料では、十分な密封状態を得るために合わせ面の精度や締付条件が重要になる場合があります。

適切な硬さや圧縮率は、シール材の形状、使用圧力、溝構造、材料特性などによって異なります。一般的な目安をそのまま適用するのではなく、採用する部材の仕様と設計条件に基づいて判断することが必要です。

特に、円形断面のシール材を溝に収める構造では、溝の深さや幅、圧縮方向、組立時の伸びなどが密封性に影響します。シール材の断面寸法だけを指定し、溝寸法を製作会社の判断に任せてしまうと、想定と異なる圧縮状態になる可能性があります。

また、シール材は使用中に一定の圧縮状態を受け続けることがあります。材料によっては、長期間の圧縮や高温環境によって元の形状に戻りにくくなる場合があります。このような変化を考慮する場合には、必要に応じて耐久評価や加速試験を計画します。

ただし、加速試験の結果が実際の使用寿命と直接一致するとは限りません。評価条件と実際の使用条件の関係を整理して判断することが重要です。

筐体材料との適合性も見逃せません。樹脂筐体では、材料の吸水や熱膨張、経時変化によってシール溝や合わせ面の寸法が変化する場合があります。金属筐体では、腐食や表面処理の状態がシール面に影響する可能性があります。

異なる材料を組み合わせる場合には、温度変化による膨張量の違いにも注意します。例えば、金属製の本体に樹脂製の蓋を取り付ける構造では、温度変化によって締結部やシール部分の状態が変わることがあります。

接着剤を使用した防水構造では、接着剤の選定に加えて、塗布方法や硬化条件の管理が欠かせません。

接着面に油分や粉じんが残っていると、十分な接着強度や密封性が得られない場合があります。また、接着層の厚さが部分的に異なると、硬化収縮や変形によって隙間が生じる可能性があります。

そのため、製作依頼時には、接着面の清掃方法、塗布範囲、接着層の管理方法、硬化時間、硬化環境などを確認します。必要に応じて、接着後の外観確認や密封性評価を組み合わせることが有効です。

試作で使用する加工方法による違いも考慮する必要があります。積層方式で製作した樹脂部品では、材料や造形条件によって内部の微細な空隙や層間の状態が変わる可能性があります。そのため、外観上は隙間がなくても、材料内部を通じた浸水が問題になる場合があります。

切削加工による試作品では、材料自体の性質に加えて、工具による加工傷や角部の仕上がりがシール性能に影響することがあります。

このように、防水構造の材料選定では、材料単体の性能だけでなく、加工方法、組立条件、使用環境との組み合わせを評価することが大切です。

製作会社へ依頼する際には、材料名を指定するだけでなく、その材料を選定した理由と、代替材料を使用する場合の確認事項を共有しておくと、製作途中の仕様変更にも対応しやすくなります。

確認事項4：加工精度と組立条件が防水性能に与える影響を確認する

第四の確認事項は、部品の加工精度と組立条件が、防水性能にどのような影響を与えるかを確認することです。

防水構造では、設計した形状が正しく加工されていることに加え、組み立てた状態で必要な密封条件が成立していることが重要です。

例えば、シール材を配置する溝の深さが設計値からずれると、シール材の圧縮量が変化します。圧縮が不足すると隙間が生じやすくなり、過度に圧縮するとシール材の損傷や早期劣化につながる可能性があります。

また、筐体の合わせ面に反りやうねりがある場合、局所的にシール材の圧縮状態が不均一になります。特に大型の蓋や薄肉の筐体では、ねじを締め付けた際の変形にも注意が必要です。

製作会社に図面を渡す際には、防水性能に直結する寸法や幾何公差を明確にすることが大切です。

すべての寸法を厳しく管理する必要はありませんが、シール溝の深さ、合わせ面の平面度、固定ねじの位置、接合部の段差などは、防水構造の成立性に影響する可能性があります。

例えば、製作した筐体の外形寸法が図面どおりでも、シール溝の底面に局所的な加工誤差があれば、十分な密封状態が得られないことがあります。そのため、外形寸法だけでなく、密封機能に関係する部分の測定を依頼することが有効です。

表面粗さについても、用途に適した管理が必要です。シール材が接触する面に深い傷や加工痕が残っていると、その部分が浸水経路になる可能性があります。

一方で、表面を必要以上に滑らかにすれば必ず防水性能が向上するわけではありません。シール材の種類や接触状態、締付条件によって適切な表面状態は異なります。図面上の要求値は、使用するシール構造に基づいて設定することが重要です。

組立作業では、ねじの締付順序や締付トルクが防水性能に影響する場合があります。

例えば、複数のねじで蓋を固定する構造では、一箇所だけを先に強く締め付けると、蓋が傾いたり、シール材が部分的にずれたりする可能性があります。

そのため、必要に応じて段階的に締め付ける方法や、対角方向を考慮した締付順序を採用します。ただし、適切な締付手順は筐体形状や締結構造によって異なるため、実際の組立評価によって確認することが必要です。

締付トルクを指定する場合も、その数値だけで必要なシール圧縮量が保証されるとは限りません。ねじの摩擦状態や部材の剛性によって締結力が変わる可能性があるため、必要に応じて組立後の隙間やシール材の圧縮状態を確認します。

シール材の取り付け作業にも注意が必要です。組立時にシール材がねじれたり、溝からはみ出したりすると、適切な部材を使用していても漏水が発生することがあります。

また、加工時に残った切りくずや粉じんがシール面に付着していると、局所的な隙間の原因になる場合があります。部品の洗浄や異物確認を組立工程に含めることが重要です。

プロトタイプ製作では、熟練した担当者が一度だけ組み立てた試作品が試験に合格しても、同じ品質を再現できるとは限りません。

量産移行を見据える場合には、別の作業者が同じ手順で組み立てても、必要な防水性能を確保できるかを確認することが望まれます。

具体的には、組立手順書にシール材の取り付け方向、使用する工具、締付方法、接着剤の施工条件、組立後の確認事項を記録します。

さらに、分解と再組立を行う製品では、再組立後の状態を評価することも有効です。初回組立時と再組立時で密封性能が異なる場合には、シール材の交換基準や組立手順の見直しが必要になる可能性があります。

試作から量産へ移行する際には、加工方法の変更による影響にも注意します。

切削加工で十分な平面度を確保できたとしても、量産時に成形加工へ変更すると、成形収縮や反りによって合わせ面の状態が変化することがあります。量産工程を想定した追加試作や工程評価を行うことで、製造方法の変更に伴う防水不具合を早期に発見しやすくなります。

確認事項5：防水試験の方法と合否判定基準を事前に決める

第五の確認事項は、防水試験の方法と合否判定基準を、プロトタイプ製作の依頼前または試験開始前に明確にすることです。

防水性能の評価では、試験を実施すること自体が目的にならないよう注意する必要があります。重要なのは、想定する使用環境に対して、必要な性能が確保されているかを判断できる試験を計画することです。

防水試験には、散水、噴流水、浸漬、気密性の確認など、さまざまな方法があります。それぞれ確認できる現象や条件が異なるため、製品の用途に応じて選定します。

例えば、屋外で雨にさらされる製品では、想定する方向から水をかける試験が有効な場合があります。一方、水中で使用する製品では、水圧や浸漬時間を考慮した評価が必要になることがあります。

ただし、散水試験に合格した製品が水中でも使用できるとは限りません。また、浸漬試験に合格したことだけで、あらゆる噴流水条件に対応できると判断することも適切ではありません。

試験条件を決める際には、水のかかる方向、流量、圧力、距離、時間、試験中の姿勢などを整理します。浸漬試験であれば、水深や浸漬時間、水温なども重要な条件になります。

同じ試験名称を使用していても、具体的な条件が異なれば結果を単純に比較できない場合があります。そのため、製作会社と試験方法を共有する際には、名称だけでなく具体的な実施条件まで確認することが必要です。

防水等級に基づく試験を実施する場合は、該当する試験方法と合否判定条件を確認します。独自の試験条件を追加する場合には、規定された試験と追加試験を区別して記録することが重要です。

気密試験を利用する場合にも注意が必要です。内部に空気を加圧したり、圧力変化を観察したりすることで密封状態を評価できる場合がありますが、気体と液体では漏れ方が異なることがあります。

そのため、気密試験の結果だけで必要な防水性能を保証できるとは限りません。気密試験を製造工程の確認手段として利用する場合には、対象製品の防水試験との相関を事前に評価することが望まれます。

合否判定については、試験後の外観だけでなく、内部への浸水状態や機能への影響を確認します。

例えば、筐体内部に水滴が認められた場合、その水滴がどの経路から入ったのか、重要部品に接触する可能性があるのか、要求される判定基準に対して問題があるのかを整理します。

ただし、要求仕様が内部への浸水を認めない場合には、機能が正常であることだけを理由に合格とすることはできません。判定は、あらかじめ定めた仕様と試験条件に従って行う必要があります。

また、試験後に外部から付着した水が、筐体を開ける際に内部へ落ちる場合もあります。このような状態を実際の浸水と混同しないよう、試験後の拭き取り方法や分解手順も定めておくことが重要です。

電子機器では、試験直後に正常動作していても、内部に残留した水分によって後から不具合が発生する可能性があります。そのため、必要に応じて試験後の経過観察や再動作確認を計画します。

試験の対象数量についても検討が必要です。

試作品が一台だけの場合、その結果から個体差や組立ばらつきを評価することは困難です。量産時の安定性を検討する段階では、複数の試作品を使用し、製作条件や組立条件の違いによる影響を調べることが有効です。

ただし、必要な試験数量は製品の用途、要求信頼性、製造工程の成熟度などによって異なります。すべての開発案件に同じ数量を適用するのではなく、評価目的に基づいて判断します。

防水性能の維持が重要な製品では、繰り返し試験も検討します。

例えば、温度変化を与えた後に防水試験を行ったり、機械的な振動を受けた後に密封性を確認したりする方法があります。また、開閉を伴う製品では、所定の開閉操作を繰り返した後に防水性能を評価することも考えられます。

こうした評価は、初期状態では確認できないシール材の変形や締結部の緩みなどを発見するために役立ちます。

一方、試験条件を過度に厳しく設定すると、実際の用途とは異なる破壊や変形が発生する場合があります。試験の目的を明確にし、実使用を再現する評価と、限界を確認する評価を区別することが重要です。

製作会社へ防水試験を依頼する場合には、試験設備の対応範囲や測定方法、試験記録の内容も確認します。設備を保有していることだけでなく、要求する条件を再現できるか、結果をどのように報告できるかが判断材料になります。

試験条件、合否判定基準、試験後の確認方法を事前に決めておくことで、結果の解釈をめぐる認識の違いを防ぎ、必要な設計改善を進めやすくなります。

確認事項6：試験結果と設計変更履歴を管理して再発を防ぐ

第六の確認事項は、防水試験の結果と設計変更履歴を適切に管理し、不具合の原因分析や再発防止に活用できる状態を整えることです。

プロトタイプ製作では、試験のたびにシール材を変更したり、筐体の形状を修正したりすることがあります。このとき、変更内容を十分に記録していないと、どの仕様で防水性能を確認したのか分からなくなる可能性があります。

例えば、初回の試作品で漏水が発生し、シール材の材質と溝寸法を同時に変更した結果、次の試作品で漏水が発生しなくなったとします。

この場合、防水性能が改善したことは確認できますが、どちらの変更が主な改善要因だったのかを特定することは難しくなります。

原因を明確にしたい場合には、可能な範囲で変更項目を分けて評価し、各変更による影響を確認することが有効です。ただし、開発上の制約によって複数項目を同時に変更する場合もあるため、その際には変更内容と判断理由を明確に残しておきます。

設計変更履歴では、図面の改訂番号だけでなく、変更箇所、変更理由、期待する改善効果、評価結果を関連付けて管理することが重要です。

例えば、シール溝の深さを変更した場合には、変更前後の寸法と、その変更によって改善を期待する現象を記録します。試験後には、実際に改善が認められたかを確認し、次の設計判断に反映します。

試作品の個体管理も必要です。

複数の試作品を製作する場合には、それぞれに識別番号を付け、使用材料、加工条件、組立担当、組立日、試験履歴などを追跡できるようにします。

同じ図面に基づいて製作した試作品でも、加工条件や組立状態が異なれば防水性能に差が生じる可能性があります。そのため、単に試作品の数量を記録するだけでなく、重要な製造条件を関連付けることが望まれます。

特に、設計変更前の部品と変更後の部品が混在する場合には注意が必要です。外観上はほとんど違いがない部品でも、シール溝の寸法や合わせ面の形状が変わっていることがあります。

変更履歴が不明な部品を組み合わせて試験すると、得られた結果を正しく解釈できなくなる可能性があります。

また、防水試験の記録では、合格や不合格という判定だけでなく、試験条件と観察結果を残すことが重要です。

例えば、試験前後の写真、試験中の設置姿勢、使用した試験条件、内部の水分状態、機能確認の結果などを記録します。不具合が認められた場合には、水が確認された位置や量、発見時の状態も記録すると原因分析に役立ちます。

記録を残す際には、写真と試験対象を対応付けることが大切です。写真だけが保存されていても、どの個体を、いつ、どの条件で撮影したのか分からなければ、後から十分に活用できません。

さらに、試験結果を踏まえて設計変更した場合には、変更後の再評価範囲を決める必要があります。

例えば、表示窓の接着構造を変更した場合、その周辺の防水性能だけでなく、筐体全体の変形や組立条件に影響していないかを確認することが重要です。

防水構造は複数の要素が関係しているため、一箇所の改善が別の箇所に影響することもあります。

最終的には、どの仕様の試作品が、どの試験条件で、どの要求性能を満たしたのかを説明できる状態にすることが理想です。

この情報が整理されていれば、量産移行時に製造条件を設定する際や、将来の仕様変更に対応する際にも、過去の評価結果を活用しやすくなります。

プロトタイプ製作会社への依頼前に準備しておきたい情報

防水性能を重視したプロトタイプ製作を依頼する場合には、製作会社が必要な条件を判断できるよう、設計情報と要求仕様を整理しておくことが重要です。

まず準備したいのが、製品の用途と使用環境を説明する資料です。

どのような場所で使用するのか、どの方向から水がかかるのか、使用中に動く部分があるのか、分解や清掃を行う必要があるのかなどを整理します。

用途が十分に伝わっていない場合、製作会社は一般的な防水構造を前提に検討することがあります。しかし、実際の使用環境と想定条件が異なると、完成後に設計変更が必要になる可能性があります。

次に、製品の形状を示す図面や立体形状データを準備します。

すべての寸法が確定していない段階でも、外形寸法、内部部品の配置、筐体の分割位置、操作部や配線の位置などが分かる資料があると、製作会社は防水構造の成立性を検討しやすくなります。

特に、シール材を配置する部分や、密封性に影響する合わせ面については、断面形状が確認できる情報を用意することが望まれます。

図面上で未確定の寸法や形状がある場合には、その部分を明示します。未確定事項をそのまま製作会社へ渡すと、製作上の都合によって決められた形状が、後から要求性能を満たさないことも考えられます。

材料に関する情報も重要です。

筐体材料やシール材が指定されている場合には、材料の種類と選定理由を共有します。材料が未決定の場合には、耐水性、耐熱性、耐薬品性、加工性など、優先する要求を明らかにしておくことが有効です。

さらに、試作品の製作目的を明確にします。

外観確認、組立性評価、防水構造の検証、機能確認、量産工程の検討など、どの段階の試作なのかによって、必要な精度や評価方法が変わります。

防水性能を評価することが主目的であれば、製作会社にはシール部分の加工精度や組立条件を重視するよう伝える必要があります。

一方、初期段階で複数の防水構造を比較したい場合には、仕様変更しやすい試作方法を検討することも有効です。

例えば、筐体全体を作り直さなくてもシール形状を変更できる構造にしておけば、複数条件の比較評価を進めやすくなる場合があります。

ただし、評価用の特殊な構造は最終製品と条件が異なる可能性があるため、最終仕様の検証とは区別して考える必要があります。

製作会社との役割分担も事前に確認しておきたい事項です。

設計図面を発注側が完成させるのか、製作会社に防水構造の提案まで依頼するのかによって、必要な打ち合わせや成果物が変わります。

防水試験についても、製作会社が実施するのか、発注側で行うのか、外部の試験設備を利用するのかを決めておくことが重要です。

試験の実施主体が異なる場合には、試作品の受け渡し状態、試験前の組立確認、試験後の分解方法などについても認識を合わせます。

また、試作品の納品時に必要な記録を明確にしておくことが望まれます。図面、材料情報、主要寸法の測定結果、組立条件、試験記録など、開発の次段階で必要になる情報を整理します。

完成した試作品だけを受け取っても、その製造条件が不明であれば、後から同じ状態を再現することが難しくなります。

プロトタイプ製作の依頼では、単に希望する形状を伝えるだけでなく、何を確認するための試作品なのか、どの結果が得られれば次の開発段階へ進めるのかを共有することが大切です。

防水不具合が発生した際の原因分析と改善の進め方

プロトタイプ製作で防水不具合が発生した場合には、原因を十分に確認せずにシール材を追加したり、接着剤を塗り重ねたりすることは避けた方がよい場合があります。

一時的に漏水を抑えられても、根本原因が残っていると、温度変化や振動、再組立によって同じ問題が発生する可能性があります。

まず重要なのは、不具合が発生した状態を正確に記録することです。

試験中にどの方向から水がかかっていたのか、どの時点で浸水が確認されたのか、内部のどの位置に水が存在していたのかを整理します。

試験後に筐体を分解する場合には、分解前の外観や水の付着状態を撮影しておくことが有効です。分解作業によって水の位置が変わる場合もあるため、作業前後の状態を区別して記録します。

次に、想定される浸水経路を絞り込みます。

例えば、筐体の合わせ面付近に水が認められた場合には、シール材の圧縮状態、合わせ面の平面度、ねじの締付条件などを確認します。

配線の引き込み部付近に水が認められた場合には、ケーブルの外径とシール部材の適合性、固定状態、曲げによる負荷などを調べます。

ただし、水が発見された位置と実際の浸入口が一致するとは限りません。内部に浸入した水が重力によって移動したり、部品の表面を伝わったりすることがあるためです。

そのため、必要に応じて部位ごとに条件を変えた確認試験を行い、浸水経路を調べます。

水の代わりに適切な検査媒体を使用する方法や、局所的な加圧によって漏れを調べる方法が検討される場合もあります。ただし、検査媒体による材料への影響や、試験方法と実際の水の浸入条件との違いには注意が必要です。

原因分析では、設計上の問題と製作上の問題を分けて考えることが重要です。

例えば、シール溝の寸法が図面どおりであっても漏水する場合には、設計条件そのものが適切でない可能性があります。

一方、同じ設計で製作した複数の試作品のうち、一部だけに漏水が発生する場合には、加工ばらつきや組立条件の違いが関係している可能性があります。

このように、図面どおりに製作されたかという観点と、図面どおりの構造で要求性能を満たせるかという観点を分けることで、改善の方向性を整理しやすくなります。

改善策を検討する際には、問題箇所だけでなく、他の部分への影響も確認します。

例えば、漏水を抑えるためにねじの締付力を増やすと、筐体の変形やねじ部の損傷が生じる可能性があります。また、シール材を厚くすると、蓋と本体の位置関係が変わり、内部部品との干渉が発生する場合があります。

接着剤を追加する場合には、保守時の分解性や材料への影響も考慮しなければなりません。

そのため、改善策は防水性能だけでなく、組立性、耐久性、保守性、量産時の再現性まで含めて評価することが望まれます。

改善後には、変更した部分の確認だけでなく、必要に応じて製品全体の防水試験を再実施します。局所的な改善によって別の場所に負荷が集中したり、密封状態が変化したりする可能性があるためです。

また、改善効果を確認する際には、可能な範囲で変更前と同じ試験条件を使用します。試験条件が異なると、改善による効果なのか、試験の違いによる結果なのか判断しにくくなります。

改善後の試作品が試験に合格した場合には、どの設計変更と製作条件によって合格したのかを記録します。

さらに、量産化を予定している場合には、改善内容が量産工程でも再現できるかを確認することが重要です。

熟練作業者による特別な組立調整が必要な構造では、量産時に同じ性能を維持することが難しくなる場合があります。

防水不具合の原因分析では、その場で水の浸入を止めることだけを目標にせず、再現性のある製造条件へ落とし込むことが重要です。

まとめ：防水性能を製作依頼の初期段階から作り込む

プロトタイプ製作依頼で防水性能の不具合を防ぐためには、完成後の防水試験だけに頼らず、設計から製作、組立、評価まで一貫して確認することが重要です。

まず、使用環境と必要な防水性能を具体的に定義し、製作会社との認識を合わせる必要があります。要求が曖昧なまま製作を進めると、完成後に想定していた性能との違いが判明し、設計変更や再製作につながる可能性があります。

次に、筐体の合わせ面、配線の引き込み部、ねじ穴、操作部など、水が浸入する可能性のある箇所を設計段階で洗い出します。防水構造を部品単位ではなく、製品全体の連続した密封構造として確認することが大切です。

シール材と筐体材料については、耐水性だけでなく、温度変化、薬品への接触、圧縮による変形、加工方法との適合性などを考慮する必要があります。

また、加工精度や組立条件が防水性能に影響するため、密封機能に関係する寸法、表面状態、締付方法、異物管理などを明確にしておくことが重要です。

防水試験では、使用条件に対応した試験方法と合否判定基準を事前に定めます。試験に合格したという結果だけでなく、どの条件で評価したのかを記録し、結果を適切に解釈する必要があります。

さらに、試験結果と設計変更履歴を関連付けて管理することで、不具合の原因分析や改善効果の確認が容易になります。試作段階で得られた情報を整理しておくことは、量産移行時の品質管理にも役立ちます。

特に屋外設置型のプロトタイプでは、製作時の防水評価に加えて、実際の設置環境を確認することも重要です。設置場所の状態、取り付け方向、周辺の排水状況、配線の取り回しなどによって、製品が受ける水の影響が変わる場合があります。

このような現場情報を管理する際には、現場写真・位置情報・施工記録を管理できるLRTK Phoneの活用も選択肢になります。設置時の写真や位置情報、施工状況を記録しておくことで、防水不具合が発生した際に現場条件を振り返りやすくなり、設計担当者と施工担当者の情報共有にも役立ちます。なお、製品の防水性能そのものの判定には、別途定めた試験と評価が必要です。

プロトタイプ製作で重要なのは、一度だけ試験に合格する製品を作ることではなく、必要な防水性能を安定して再現できる設計と製作条件を確立することです。

製作依頼の初期段階から要求仕様、浸水経路、材料、加工精度、組立条件、試験方法、記録管理を明確にすることで、防水不具合による手戻りを抑え、信頼性の高い製品開発につなげることができます。